配電網(wǎng)工程現(xiàn)場管控掌上終端系統(tǒng)總體構(gòu)架設(shè)計

莊良文，潘本仁，張妍 ，桂小智

(1.許昌開普檢測研究院股份有限公司，河南 許昌 461000； 2. 國網(wǎng)江西省電力有限公司電力科學(xué)研究院，南昌 330096)

0 引 言

近年來，配電網(wǎng)工程建設(shè)任務(wù)日益繁重，與輸變電工程相比具有點多、面廣、環(huán)境復(fù)雜多樣、建設(shè)管理隊伍技術(shù)素質(zhì)不高、現(xiàn)場作業(yè)隨意性大等突出問題。同時，由于施工工作面廣，管理人員力量配置比嚴(yán)重不足，現(xiàn)場安全、質(zhì)量監(jiān)督管理要求難以管控，導(dǎo)致現(xiàn)場安全管控難度加大。為提高現(xiàn)場工作管控能力與水平，提升現(xiàn)場工作質(zhì)量，有必要建設(shè)配網(wǎng)工程的終端管控。

目前，終端管控技術(shù)已在軌道交通、生產(chǎn)作業(yè)、警務(wù)安全等領(lǐng)域已取得一定建設(shè)成效[1-5]。針對電力建設(shè)以及投運中的移動管控研究，文獻(xiàn)[6]探索了一種通過手機APP對配電線路施工質(zhì)量質(zhì)檢的新模式，確保配電線路零缺陷投運。文獻(xiàn)[7]對比分析了目前常用的輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的通信方式，利用OFDM調(diào)制和LDPC編碼，提出了基于LDPC編碼的OFDM無線專網(wǎng)通信系統(tǒng)，為輸電網(wǎng)的建設(shè)提供了重要的通信手段。文獻(xiàn)[8]介紹了一種基于移動平臺的手持式一體化電力數(shù)據(jù)采集分析裝置，實現(xiàn)了現(xiàn)場側(cè)和中心側(cè)的數(shù)據(jù)和資源共享，有效提高了現(xiàn)場運維的專業(yè)化和智能化水平，提升了運檢工作效率和設(shè)備狀態(tài)管控能力。

針對配電網(wǎng)管理建設(shè)已取得一定經(jīng)驗和實際應(yīng)用[9-12]。文獻(xiàn)[9]針對配電網(wǎng)運維管控的定位與業(yè)務(wù)需求，提出了配電網(wǎng)運維管控平臺在運檢業(yè)務(wù)管控督辦、指標(biāo)評價分析以及綜合信息展現(xiàn)等方面的功能定位。文獻(xiàn)[10]有效整合了某實際配電網(wǎng)的管理系統(tǒng)，將集抄系統(tǒng)、負(fù)控系統(tǒng)、GIS和EMS中的數(shù)據(jù)，并通過Web平臺和可視化潮流平臺進(jìn)行監(jiān)控與分析。但上述配網(wǎng)管控多應(yīng)用有線通信互聯(lián)媒介，無線通信終端技術(shù)可作為下一步研究方案。

文章主要工作是將配電網(wǎng)工程現(xiàn)場管控技術(shù)與無線掌上終端技術(shù)相結(jié)合，提出其總體構(gòu)架設(shè)計方案。所構(gòu)建的配網(wǎng)工程管控APP及支撐系統(tǒng)，涵蓋了項目管理、施工前期、施工過程、工程竣工驗收的工程全過程管控，能夠有效提升配網(wǎng)工程的管控水平。

1 總體構(gòu)架

配網(wǎng)工程管控APP及支撐系統(tǒng)的主要作用是維護(hù)項目批次及工程信息，匯總參建隊伍、參建人員、作業(yè)計劃及物資信息并形成配網(wǎng)工程信息數(shù)據(jù)庫，通過移動應(yīng)用終端采集施工現(xiàn)場信息，采用標(biāo)準(zhǔn)通用的軟硬件平臺(SG-UAP開發(fā)平臺[13]、移動開發(fā)平臺)，實現(xiàn)施工作業(yè)的遠(yuǎn)程管控，規(guī)范工程施工工序流程，以實時監(jiān)督現(xiàn)場信息為手段，做到施工現(xiàn)場一目了然，工程進(jìn)度真實準(zhǔn)確，發(fā)現(xiàn)問題及時反饋，督促整改，監(jiān)督施工工藝質(zhì)量。配網(wǎng)工程管控系統(tǒng)總體架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖Fig.1 Overall architecture diagram of distribution network engineering control system

2 構(gòu)架遵從

2.1 應(yīng)用構(gòu)架

配網(wǎng)工程管控APP及支撐系統(tǒng)的總體功能主要包括配網(wǎng)工程的項目信息管理、參建隊伍管理、節(jié)點計劃管理、兩票管理、施工前期管理、施工過程管理、工程完工管理、統(tǒng)計分析、輔助結(jié)算、智能預(yù)警及配網(wǎng)工程管控APP等功能。應(yīng)用功能架構(gòu)如圖2所示。

圖2 應(yīng)用功能構(gòu)架圖Fig.2 Architecture diagram of application function

2.2 技術(shù)構(gòu)架

系統(tǒng)遵循 J2EE 技術(shù)路線[14]，應(yīng)用面向服務(wù)架構(gòu)(SOA) 和 Weblogic 中間件，將軟件、平臺、基礎(chǔ)設(shè)施整合建立標(biāo)準(zhǔn)體系并提供服務(wù)支持，按照數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)集成層、應(yīng)用層、展現(xiàn)層劃分，以實現(xiàn)多層技術(shù)體系架構(gòu)，通過 Web 服務(wù)接口實現(xiàn)與其他系統(tǒng)的集成。技術(shù)架構(gòu)如圖3所示。

圖3 技術(shù)功能構(gòu)架圖Fig.3 Architecture diagram of technology function

2.3 技術(shù)路線

系統(tǒng)遵循 Java EE技術(shù)體系[15]，采用組件化、動態(tài)化的軟件技術(shù)，利用一致的可共享的數(shù)據(jù)模型，通過一體化企業(yè)級平臺的應(yīng)用集成，保證各接口組件能夠協(xié)同工作與各層次集成，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和重用，達(dá)到滿足業(yè)務(wù)需求的目標(biāo)。技術(shù)選型見表1。

表1 系統(tǒng)技術(shù)選型Tab.1 System technology selection

3 系統(tǒng)應(yīng)用層級

配網(wǎng)工程管控APP及主站支撐系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)省公司-地市-縣三級業(yè)主管理人員的應(yīng)用功能，實現(xiàn)監(jiān)理及施工人員的應(yīng)用功能。各角色、層級的主要應(yīng)用場景如下：

(1)省公司層(業(yè)主)

實時掌控全省配電網(wǎng)工程建設(shè)進(jìn)度、建設(shè)情況，實現(xiàn)三級穿透管控，及時發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)工程建設(shè)過程中的問題，監(jiān)督施工工藝質(zhì)量，實現(xiàn)施工作業(yè)的遠(yuǎn)程管控，以實時監(jiān)督現(xiàn)場信息為手段，做到施工現(xiàn)場一目了然，工程進(jìn)度真實準(zhǔn)確，提升配電網(wǎng)建設(shè)水平。

(2)市公司層(業(yè)主)

實時掌控本單位及所屬縣的配電網(wǎng)工程建設(shè)進(jìn)度、建設(shè)情況，及時發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)工程建設(shè)過程中的問題，監(jiān)督施工工藝質(zhì)量，實現(xiàn)施工作業(yè)的遠(yuǎn)程管控，以實時監(jiān)督現(xiàn)場信息為手段，做到施工現(xiàn)場一目了然，工程進(jìn)度真實準(zhǔn)確，輔助工程結(jié)算及資料歸檔，同時對參建單位進(jìn)行評價，建立參建隊伍業(yè)績檔案，實現(xiàn)配電網(wǎng)工程的全閉環(huán)管理，有效提升配電網(wǎng)建設(shè)水平。

(3)縣公司層(業(yè)主)

實時掌控本縣的配電網(wǎng)工程建設(shè)進(jìn)度、建設(shè)情況，及時發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)工程建設(shè)過程中的問題，監(jiān)督施工工藝質(zhì)量，實現(xiàn)施工作業(yè)的遠(yuǎn)程管控，以實時監(jiān)督現(xiàn)場信息為手段，做到施工現(xiàn)場一目了然，工程進(jìn)度真實準(zhǔn)確，輔助工程結(jié)算及資料歸檔，同時對參建單位進(jìn)行評價，建立參建隊伍業(yè)績檔案，實現(xiàn)配電網(wǎng)工程的全閉環(huán)管理，提升配電網(wǎng)建設(shè)水平。

(4)監(jiān)理人員

實現(xiàn)施工“月、周、日”計劃審核，以現(xiàn)場檢查為核心，全過程記錄作業(yè)內(nèi)容、時間和監(jiān)理人員到位情況，提高監(jiān)理到位情況，嚴(yán)控施工逃避監(jiān)管，實時上傳現(xiàn)場信息。

(5)施工人員

實現(xiàn)施工“月、周、日”計劃管理，以現(xiàn)場檢查為核心，全過程記錄作業(yè)內(nèi)容、時間和工程施工人員到位情況，規(guī)范工程施工工序流程，以實時監(jiān)督現(xiàn)場信息為手段實現(xiàn)施工作業(yè)的遠(yuǎn)程管控。

4 移動APP應(yīng)用功能介紹

移動APP應(yīng)用針對施工人員、監(jiān)理人員、業(yè)主單位、配網(wǎng)工程管理人員提供了不同角色。并根據(jù)不同的角色進(jìn)行功能及展示方式的實現(xiàn)。考慮到不同施工單位人員手機終端的差異，移動APP支持不同的硬件構(gòu)架，支持IOS與Android操作系統(tǒng)。

掌上工程管控APP可集成實現(xiàn)功能詳細(xì)列于表2。表2中，除了集成“施工前期、物資管理、二維碼掃描識別、安全隱患、知識庫管理”等通用模塊，針對特定需求對象(業(yè)主、監(jiān)理和施工)，不同版本的APP分別集成了與之對應(yīng)的獨立功能。

表2 移動終端APP主要功能集成Tab.2 Main function integration of mobile terminal APP

5 部署方案

系統(tǒng)分為內(nèi)網(wǎng)主站應(yīng)用系統(tǒng)、APP應(yīng)用接口服務(wù)以及APP應(yīng)用三個部分，同時將支撐系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)傳入PMS2.0系統(tǒng)[16]。系統(tǒng)軟硬件配置詳見表3和表4。

表3 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器配置表Tab.3 Configuration table of database server

表4 應(yīng)用服務(wù)器配置表Tab.4 Configuration table of application server

5.1 配網(wǎng)工程管控APP(業(yè)主內(nèi)網(wǎng)版)部署架構(gòu)

業(yè)主人員(含省、市、縣管理人員)可使用基于信息內(nèi)網(wǎng)的配網(wǎng)工程管控APP(業(yè)主內(nèi)網(wǎng)版)應(yīng)用。該應(yīng)用以定制終端為載體，通過安全接入平臺通道及統(tǒng)一權(quán)限平臺認(rèn)證，與內(nèi)網(wǎng)的配網(wǎng)工程APP管控支撐系統(tǒng)應(yīng)用實現(xiàn)數(shù)據(jù)接口交互。具體布置圖詳見圖4。

圖4 配網(wǎng)工程管控APP部署架構(gòu)(業(yè)主內(nèi)網(wǎng)版)Fig.4 Distribution network engineering control APP deployment architecture (owner′sintranet version)

5.2 配網(wǎng)工程管控APP(業(yè)主外網(wǎng)版)部署架構(gòu)

業(yè)主人員(含省、市、縣管理人員)也可使用是基于外網(wǎng)的配網(wǎng)工程管控APP(業(yè)主外網(wǎng)版)應(yīng)用。該應(yīng)用以個人智能手機為載體，通過集成接入安全交互平臺及統(tǒng)一權(quán)限平臺認(rèn)證，與內(nèi)網(wǎng)的配網(wǎng)工程APP管控支撐系統(tǒng)應(yīng)用實現(xiàn)數(shù)據(jù)接口交互。具體布置圖詳見圖5。

圖5 配網(wǎng)工程管控APP部署架構(gòu)(業(yè)主外網(wǎng)版)Fig.5 Distribution network engineering control APP deployment architecture (owner′s external version)

5.3 配網(wǎng)工程管控APP(監(jiān)理/施工版)部署架構(gòu)

監(jiān)理人員、施工人員使用基于信息外網(wǎng)的配網(wǎng)工程管控APP(監(jiān)理/施工版)應(yīng)用。該應(yīng)用以個人智能手機為載體，通過集成接入安全交互平臺，與內(nèi)網(wǎng)的配網(wǎng)工程APP管控支撐系統(tǒng)應(yīng)用實現(xiàn)數(shù)據(jù)接口交互。具體布置圖詳見圖6。

圖6 配網(wǎng)工程管控APP部署架構(gòu)(監(jiān)理/施工版)Fig.6 Distribution network engineering control APP deployment architecture (supervision/construction version)

6 結(jié)束語

為提高配電網(wǎng)工程現(xiàn)場工作的管控能力，提升現(xiàn)場工作質(zhì)量，將配電網(wǎng)工程現(xiàn)場管控技術(shù)與無線掌上終端技術(shù)相結(jié)合，提出了配電網(wǎng)工程現(xiàn)場管控掌上終端系統(tǒng)總體構(gòu)架設(shè)計方案。所構(gòu)建的配網(wǎng)工程管控APP及支撐系統(tǒng)，涵蓋了配電網(wǎng)工程建設(shè)的全過程管控，主要從施工安全和作業(yè)質(zhì)量兩個方面有效提升配網(wǎng)工程的管控水平。

(1)從安全施工角度，通過配網(wǎng)工程管控APP，可實時掌控配網(wǎng)工程現(xiàn)場的施工作業(yè)企業(yè)和人員是否具備資質(zhì)、施工作業(yè)是否符合安全規(guī)程，及時發(fā)現(xiàn)在配網(wǎng)工程施工現(xiàn)場的安全隱患，有效避免安全事故的發(fā)生；

(2)從作業(yè)質(zhì)量角度，通過配網(wǎng)工程管控APP的現(xiàn)場拍照功能可有效對配網(wǎng)工程進(jìn)行監(jiān)視，可以確保配網(wǎng)工程建設(shè)符合標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)要求。